簡(jiǎn)介

Wikipedia、Facebook 和 Yahoo! 等主要 web 屬性使用 LAMP 架構(gòu)來(lái)為每天數(shù)百萬(wàn)的請(qǐng)求提供服務(wù)，而 Wordpress、Joomla、Drupal 和 SugarCRM 等 web 應(yīng)用程序軟件使用其架構(gòu)來(lái)讓組織輕松部署基于 web 的應(yīng)用程序。

該架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)在于其簡(jiǎn)單性。而 .NET 這樣的堆棧和 Java™ 技術(shù)可能使用大量硬件、昂貴的軟件棧和復(fù)雜的性能調(diào)優(yōu)，LAMP 堆?？梢赃\(yùn)行于商品硬件之上，使用開(kāi)源軟件棧。由于軟件棧是一個(gè)松散的組件集，而非一個(gè)整體堆棧，性能調(diào)優(yōu)是一大挑戰(zhàn)，因?yàn)樾枰治龊驼{(diào)優(yōu)每個(gè)組件。

然而，這有幾個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單性能任務(wù)會(huì)對(duì)任何規(guī)模的網(wǎng)站的性能產(chǎn)生巨大的影響。在本文中，我們將探討旨在優(yōu)化 LAMP 應(yīng)用程序性能的 5 個(gè)這樣的任務(wù)。這些項(xiàng)目應(yīng)當(dāng)很少需要對(duì)您的應(yīng)用程序進(jìn)行架構(gòu)更改，使其成為最大化您的 web 應(yīng)用程序所需的響應(yīng)能力和硬件需求的安全、便捷的選擇。

使用操作碼緩存

提高任何 php 應(yīng)用程序（當(dāng)然是 LAMP 中的 “P”）的性能的最簡(jiǎn)單方式是利用一個(gè)操作碼緩存。對(duì)于我使用的任何網(wǎng)站，它是我確保存在的一項(xiàng)內(nèi)容，因?yàn)樾阅苡绊懞艽螅ê芏鄷r(shí)候有了操作碼緩存，響應(yīng)時(shí)間可減少一半）。但是對(duì) php 不熟悉的大部分人的一個(gè)很大的疑問(wèn)是，為何改進(jìn)會(huì)如此之大。答案在于 php 如何處理 web 請(qǐng)求。圖 1 概覽了 php 請(qǐng)求的流程。

圖 1. php 請(qǐng)求
 

由于 php 是一種解釋語(yǔ)言，而非 C 或 Java 等編譯語(yǔ)言，對(duì)每個(gè)請(qǐng)求執(zhí)行了 “解析-編譯-執(zhí)行” 的整個(gè)步驟。您可以看到為何這會(huì)耗時(shí)、耗資源，特別是當(dāng)腳本在請(qǐng)求之間很少變化時(shí)。解析和編譯腳本之后，腳本作為一系列操作碼處于機(jī)器可解析狀態(tài)。這是操作碼緩存發(fā)揮效用的地方。它作為一系列操作碼緩存這些編譯腳本，以避免為解析和編譯每個(gè)請(qǐng)求步驟。您將在圖 2 中看到這樣的工作流是如何運(yùn)作的。

圖 2. php 請(qǐng)求使用操作碼緩存
 

因此當(dāng) php 腳本的緩存操作碼存在時(shí)，我們可以跳過(guò) php 請(qǐng)求流程的解析和編譯步驟，直接執(zhí)行緩存操作碼并輸出結(jié)果。檢查算法負(fù)責(zé)處理您可能對(duì)腳本文件進(jìn)行了更改的情況，因此在已變更腳本的第一個(gè)請(qǐng)求后，會(huì)為隨后的請(qǐng)求自動(dòng)重新編譯和緩存操作碼，替換緩存的腳本。

操作碼緩存對(duì)于 php 流行已久，其中早期的一些要追溯到 php V4 的全盛期。目前有一些流行選項(xiàng)正在積極開(kāi)發(fā)和使用中：

• 替代 php 緩存（APC）可能是 php 最流行的操作碼緩存（參見(jiàn) 參考資料）。它由若干核心 php 開(kāi)發(fā)人員所開(kāi)發(fā)，做出了很大貢獻(xiàn)，F(xiàn)acebook 和 Yahoo! 的工程師賦予了其速度和穩(wěn)定性。它還支持用于處理 php 請(qǐng)求的若干其他速度改進(jìn)，包括一個(gè)用戶(hù)緩存組件，這將在本文后面探討。
• Wincache 是主要由 Microsoft® 的 InterNET Information Services (IIS) 團(tuán)隊(duì)積極開(kāi)發(fā)的一個(gè)操作碼緩存，僅供在使用 IIS web 服務(wù)器的 Windows® 上使用（參見(jiàn) 參考資料）。開(kāi)發(fā)它的主要?jiǎng)恿υ谟谑?php 成為 Windows-IIS-php 堆棧上的一流開(kāi)發(fā)平臺(tái)，因?yàn)閾?jù)知 APC 在該堆棧上運(yùn)作的不是很好。它在功能上非常類(lèi)似于 APC，且支持一個(gè)用戶(hù)緩存組件，以及一個(gè)內(nèi)置會(huì)話(huà)處理程序，以將 Wincache 作為一個(gè)會(huì)話(huà)處理程序直接加以利用。
• eAccelerator 是原始 php 緩存之一 Turck MMCache 操作碼緩存（參見(jiàn) 參考資料）的一個(gè)派生。不同于 APC 和 Wincache，它僅是一個(gè)操作碼緩存和優(yōu)化器，因此它不包含用戶(hù)緩存組件。它在 UNIX® 和 Windows 堆棧上完全兼容，且對(duì)于不打算利用 APC 或 Wincache 提供的其他功能的站點(diǎn)很流行。如果您要使用 memcache 這樣的解決方案來(lái)為多 web 服務(wù)器環(huán)境提供一個(gè)單獨(dú)的用戶(hù)緩存服務(wù)器，那么這就是常見(jiàn)情況。

毫無(wú)疑問(wèn)，一個(gè)操作碼緩存是通過(guò)在每次請(qǐng)求后消除解析和編譯腳本的需要來(lái)加速 php 的第一步。完成第一步之后，您應(yīng)當(dāng)看到響應(yīng)時(shí)間和服務(wù)器負(fù)載方面的改進(jìn)。但是優(yōu)化 php 可以做的不止這些，我們接下來(lái)將加以討論。

優(yōu)化您的 php 設(shè)置

雖然實(shí)現(xiàn)操作碼緩存是性能改進(jìn)的一大創(chuàng)舉，不過(guò)也有大量其他優(yōu)化選項(xiàng)可供您基于 php.ini 文件中的設(shè)置優(yōu)化您的 php 設(shè)置。這些設(shè)置更適合于生產(chǎn)實(shí)例；在開(kāi)發(fā)或測(cè)試實(shí)例上，您可能不希望做這些變更，因?yàn)樗鼤?huì)使得應(yīng)用程序問(wèn)題的調(diào)試變得更難。

讓我們看一下對(duì)于性能提升很重要的一些項(xiàng)目。

應(yīng)當(dāng)禁用的選項(xiàng)

有若干 php.ini 設(shè)置應(yīng)當(dāng)予以禁用，因?yàn)樗鼈兂Ｓ米飨蚝蠹嫒菪裕?/P>

• register_globals ― 在 php V4.2 之前該功能常常是默認(rèn)值，其中傳入的請(qǐng)求變量被自動(dòng)賦給普通 php 變量。這樣做除了引起重大安全問(wèn)題之外（使未過(guò)濾的傳入請(qǐng)求數(shù)據(jù)與普通 php 變量?jī)?nèi)容相混），對(duì)每一個(gè)請(qǐng)求這樣做還會(huì)產(chǎn)生開(kāi)銷(xiāo)。因此禁用這一設(shè)置使您的應(yīng)用程序更安全且能提高性能。
• magic_quotes_* ― 這是 php V4 的另一遺留項(xiàng)，其中傳入的數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)避開(kāi)有風(fēng)險(xiǎn)的表單數(shù)據(jù)。它旨在作為一個(gè)安全特性，在將傳入的數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)庫(kù)之前對(duì)其進(jìn)行整理，但不是很有效，因?yàn)樗荒軒椭脩?hù)預(yù)防常見(jiàn)的 SQL 注入攻擊。由于大部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)層支持能更好地處理該風(fēng)險(xiǎn)的準(zhǔn)備語(yǔ)句，禁用該設(shè)置會(huì)再次消除這個(gè)煩人的性能問(wèn)題。
• always_populate_raw_post_data ― 這僅當(dāng)您出于某些原因需要查看傳入的未過(guò)濾 POST 數(shù)據(jù)的整個(gè)負(fù)載時(shí)才需要。否則，它僅在內(nèi)存中存儲(chǔ) POST 數(shù)據(jù)的一個(gè)副本，而這沒(méi)有必要。

然而，在遺留代碼上禁用這些選項(xiàng)會(huì)有風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗鼈兛赡苋Q于其設(shè)置來(lái)實(shí)現(xiàn)正確執(zhí)行。不應(yīng)當(dāng)基于被設(shè)置的這些選項(xiàng)來(lái)開(kāi)發(fā)任何新代碼，而且可能的話(huà)，您應(yīng)當(dāng)尋求方法來(lái)重構(gòu)您的現(xiàn)有代碼，避免使用它們。

應(yīng)當(dāng)禁用或調(diào)整設(shè)置的選項(xiàng)

您可以啟用 php.ini 文件的一些優(yōu)秀性能選項(xiàng)，來(lái)提升您的腳本速度：

• output_buffering ― 您應(yīng)當(dāng)確保啟用該選項(xiàng)，因?yàn)樗鼤?huì)以塊為單位將輸出刷回到瀏覽器，而非以每個(gè) echo 或 print 語(yǔ)句為單位，而后者會(huì)大大減緩您的請(qǐng)求響應(yīng)時(shí)間。
• variables_order ― 這個(gè)指令控制傳入請(qǐng)求的 EGPCS（Environment、Get、Post、Cookie 和 Server）變量解析順序。如果您沒(méi)有使用某種超全局變量（比如環(huán)境變量），您可以安全地刪除它們來(lái)獲得一點(diǎn)加速，從而避免在每一個(gè)請(qǐng)求上解析它們。
• date.timezone ― 這是在 php V5.1 中添加的一個(gè)指令，用于設(shè)置默認(rèn)時(shí)區(qū)，然后用于后面將要介紹的 DateTime 函數(shù)。如果您不在 php.ini 文件中設(shè)置該選項(xiàng)，php 會(huì)執(zhí)行大量系統(tǒng)請(qǐng)求來(lái)弄清它是什么，且在 php V5.3 中，對(duì)每一個(gè)請(qǐng)求會(huì)發(fā)出一個(gè)警告。

就以應(yīng)當(dāng)在您的生產(chǎn)實(shí)例上配置的設(shè)置而言，這些被看作是 “唾手可得”。就 php 而言，還有一件事需要考慮。這就是您的應(yīng)用程序中 require() 和 include()（以及其同級(jí) require_once() 和 include_once()）的使用。這些函數(shù)優(yōu)化您的 php 配置和代碼，以防止對(duì)每個(gè)請(qǐng)求進(jìn)行不必要的文件狀態(tài)檢查，從而減少響應(yīng)時(shí)間。

管理您的 require() 和 include()

從性能來(lái)看，文件狀態(tài)調(diào)用（即為檢查一個(gè)文件是否存在而對(duì)底層文件系統(tǒng)進(jìn)行的調(diào)用）相當(dāng)昂貴。文件狀態(tài)的最大元兇之一以 require() 和 include() 語(yǔ)句的形式出現(xiàn)，這兩個(gè)語(yǔ)句用于將代碼帶到腳本中。require_once() 和 include_once() 的同級(jí)調(diào)用更成問(wèn)題，因?yàn)樗鼈儾粌H需要驗(yàn)證文件是否存在，而且它之前沒(méi)有包含在內(nèi)。

那么解決這個(gè)問(wèn)題的最好方式是什么？您可以做一些事來(lái)加快解決。

• 為所有 require() 和 include() 調(diào)用使用絕對(duì)路徑。這將使 php 更清楚您希望包含的確切文件，因此無(wú)需為您的文件檢查整個(gè) include_path。
• 保持 include_path 中的條目數(shù)較低。這在很難為每個(gè) require() 和 include() 調(diào)用提供絕對(duì)路徑的情況（通常在大型遺留應(yīng)用程序中會(huì)出現(xiàn)這種情況）下很有用，方法就是不檢查您包含的文件不在的位置。

APC 和 Wincache 還有用于緩存 php 進(jìn)行的文件狀態(tài)檢查結(jié)果的機(jī)制，因此無(wú)需進(jìn)行反復(fù)的文件系統(tǒng)檢查。當(dāng)您將 include 文件名保留為靜態(tài)而非變量驅(qū)動(dòng)的時(shí)，它們最有效，因此盡可能?chē)L試這樣做很有用。

優(yōu)化您的數(shù)據(jù)庫(kù)

數(shù)據(jù)庫(kù)優(yōu)化很快會(huì)成為一個(gè)前沿話(huà)題，我?guī)缀鯖](méi)有空間在這里完全公正地做這個(gè)話(huà)題。但是如果您在尋求優(yōu)化您的數(shù)據(jù)庫(kù)的速度，首先應(yīng)當(dāng)采取一些步驟，這應(yīng)當(dāng)對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題有所幫助。

將數(shù)據(jù)庫(kù)放在自己的機(jī)器上

數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)自身可以變得相當(dāng)激烈，通常在對(duì)大小合理的數(shù)據(jù)集執(zhí)行簡(jiǎn)單的 SELECT 語(yǔ)句時(shí)限定在 100% 的 CPU。如果您的 web 服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器都在竟用單一機(jī)器上的 CPU 時(shí)間，這無(wú)疑將減慢您的請(qǐng)求速度。因此我想第一步最好是將 web 服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器放在單獨(dú)的機(jī)器上，確保您的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器是兩者中更強(qiáng)健的（數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器喜歡大量?jī)?nèi)存和多個(gè) CPU）。

合理設(shè)計(jì)和編制表索引

數(shù)據(jù)庫(kù)性能的最大問(wèn)題可能源自于不良數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和缺失索引。SELECT 語(yǔ)句通常是運(yùn)行在典型 web 應(yīng)用程序中的最常見(jiàn)的查詢(xún)類(lèi)型。它們也是在數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上運(yùn)行的最耗時(shí)的查詢(xún)。此外，這些類(lèi)型的 SQL 語(yǔ)句對(duì)適當(dāng)?shù)乃饕蛿?shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)最敏感，因此查看以下指示，獲取實(shí)現(xiàn)最優(yōu)性能的技巧。

• 確保每個(gè)表都有一個(gè)主鍵。這為表提供一個(gè)默認(rèn)順序和快速方式來(lái)聯(lián)接其他表。
• 確保一個(gè)表中的任何外鍵（即鏈接記錄到另一個(gè)表中的記錄的鍵）的索引得到合理編制。許多數(shù)據(jù)庫(kù)會(huì)自動(dòng)對(duì)這些鍵施加約束，以便值真正匹配另一個(gè)表中的一條記錄，這有助于擺脫這一困難。
• 試圖限制一個(gè)表中的列數(shù)。一個(gè)表中有太多列比僅有一些列時(shí)進(jìn)行查詢(xún)所需的掃描時(shí)間要長(zhǎng)。此外，如果您有不常用的含多個(gè)列的一個(gè)表，您也在通過(guò) NULL 值字段浪費(fèi)磁盤(pán)空間。文本或 blob 等可變大小字段也是如此，其中表大小的增長(zhǎng)可以遠(yuǎn)超過(guò)需求。在這種情況下，您應(yīng)當(dāng)考慮將其他欄分成不同的表，在記錄的主鍵上將其聯(lián)合起來(lái)。

分析在服務(wù)器上運(yùn)行的查詢(xún)

改進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)性能的最佳方法是分析在您的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上運(yùn)行什么查詢(xún)，且運(yùn)行它們需要多長(zhǎng)時(shí)間。幾乎每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)都有具有這種功能的工具。對(duì)于 MySQL，您可以利用慢查詢(xún)?nèi)罩緛?lái)查找有問(wèn)題的查詢(xún)。要使用它，在 MySQL 配置文件中將 slow_query_log 設(shè)置為 1，然后將 log_output 設(shè)置為 FILE，將它們記錄到文件 hostname-slow.log 中。您可以設(shè)置 long_query_time 閾值，確定查詢(xún)必須運(yùn)行多少秒才被看作是 “慢查詢(xún)”。我想建議將該閾值首先設(shè)置為 5 秒，隨著時(shí)間的推移將其縮減為 1 秒，具體取決于您的數(shù)據(jù)集。如果您探究該文件，您會(huì)看到類(lèi)似于清單 1 的詳細(xì)查詢(xún)。

清單 1. MySQL 慢查詢(xún)?nèi)罩?/STRONG>

				/usr/local/mysql/bin/mysqld, Version: 5.1.49-log, started with:Tcp port: 3306 Unix socket: /tmp/mysql.sockTime         Id Command  Argument# Time: 030207 15:03:33# User@Host: user[user] @ localhost.localdomain [127.0.0.1]# Query_time: 13 Lock_time: 0 Rows_sent: 117 Rows_examined: 234use sugarcrm;select * from accounts inner join leads on accounts.id = leads.account_id;

我們想要考慮的關(guān)鍵對(duì)象是 Query_time，顯示查詢(xún)需要的時(shí)間。另一項(xiàng)要考慮的是 Rows_sent 和 Rows_examined 的數(shù)量，因?yàn)檫@些可指這樣的情況：其中如果一個(gè)查詢(xún)察看太多行或返回太多行，就會(huì)被錯(cuò)誤地書(shū)寫(xiě)。您可以更深入地鉆研如何寫(xiě)查詢(xún)，即在查詢(xún)開(kāi)始處加上 EXPLAIN，它會(huì)返回查詢(xún)計(jì)劃，而非結(jié)果集，如清單 2 所示。

清單 2. MySQL EXPLAIN 結(jié)果

				mysql> explain select * from accounts inner join leads on accounts.id = leads.account_id;+----+-------------+----------+--------+--------------------------+---------+---| id | select_type | table  | type  | possible_keys       | key   | key_len | ref            | rows | Extra |+----+-------------+----------+--------+--------------------------+---------+--------| 1 | SIMPLE   | leads  | ALL  | idx_leads_acct_del    | NULL  | NULL  | NULL           | 200 |    || 1 | SIMPLE   | accounts | eq_ref | PRIMARY,idx_accnt_id_del | PRIMARY | 108  | sugarcrm.leads.account_id |  1 |    |+----+-------------+----------+--------+--------------------------+---------+---------2 rows in set (0.00 sec)

MySQL 手冊(cè)更深入探究 EXPLAIN 輸出的主題（參見(jiàn) 參考資料），但是我考慮的一項(xiàng)重要內(nèi)容是 ‘type' 列為 ‘ALL' 的地方，因?yàn)檫@需要 MySQL 做一個(gè)全表掃描，且不需要鍵來(lái)執(zhí)行查詢(xún)。這些幫助您在添加索引時(shí)會(huì)大幅提高查詢(xún)速度。

有效緩存數(shù)據(jù)

正如我們?cè)谏弦还?jié)看到的，數(shù)據(jù)庫(kù)往往容易成為您 web 應(yīng)用程序性能的最大痛點(diǎn)。但是如果您要查詢(xún)的數(shù)據(jù)不經(jīng)常改變?cè)趺崔k？在這種情況下，一個(gè)好的選擇就是在本地存儲(chǔ)這些結(jié)果，而非針對(duì)每個(gè)請(qǐng)求調(diào)用查詢(xún)。

我們之前探究的兩個(gè)操作碼緩存 APC 和 Wincache 具有實(shí)現(xiàn)上述操作的工具，其中您可以將 php 數(shù)據(jù)直接存儲(chǔ)到一個(gè)共享內(nèi)存段中，便于快速查詢(xún)。清單 3 提供了具體示例。

清單 3. 使用 APC 緩存數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)果的示例

				<?phpfunction getListOfUsers(){  $list = apc_fetch('getListOfUsers');    if ( empty($list) ) {    $conn = new PDO('mysql:dbname=testdb;host=127.0.0.1', 'dbuser', 'dbpass');    $sql = 'SELECT id, name FROM users ORDER BY name';    foreach ($conn->query($sql) as $row) {      $list[] = $row;    }        apc_store('getListOfUsers',$list);  }    return $list;}

我們僅需一次執(zhí)行查詢(xún)。之后，我們將結(jié)果推送到 getListOfUsers 鍵下的 APC 緩存中。從這里開(kāi)始，直到緩存到期，您就能夠直接從緩存中獲取結(jié)果數(shù)組，跳過(guò) SQL 查詢(xún)。

APC 和 Wincache 并非一個(gè)用戶(hù)緩存的惟一選擇；memcache 和 Redis 是不需要您在與 Web 服務(wù)器相同的服務(wù)器上運(yùn)行用戶(hù)緩存的其他流行選擇。這就提高了性能和靈活性，特別是當(dāng)您的 web 應(yīng)用程序跨多個(gè) Web 服務(wù)器向外擴(kuò)展時(shí)。

在本文中，我們探究了調(diào)優(yōu)您的 LAMP 性能的 5 種簡(jiǎn)單方法。我們不僅通過(guò)利用一個(gè)操作碼緩存和優(yōu)化 php 配置探究了 php 級(jí)別的技術(shù)，而且探究了如何優(yōu)化您的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)合理的索引編制。我們還探討了如何利用一個(gè)用戶(hù)緩存（以 APC 為例）來(lái)展示如何在數(shù)據(jù)不經(jīng)常改變時(shí)避免重復(fù)的數(shù)據(jù)庫(kù)調(diào)用。